Приручение. 10 биологических видов, изменивших мир

Тот факт, что большинство охотников-собирателей в тропических широтах выкапывают из земли корни и клубни и употребляют их в пищу, позволяет предположить, что люди используют эту стратегию добычи пищи уже давно, возможно, столько, сколько люди современного типа живут на Земле. Получается, около 200 000 лет. Но прочная эмаль и крупный размер зубов у первых гоминин наводит на мысль о том, что у этого поведения – простите за каламбур – еще более древние корни. Простая палка-копалка могла обеспечить нашим предкам существенное преимущество в борьбе за выживание на африканских равнинах. Однако все это не более чем догадки. Гипотезы, конечно, интересные, вот только необходимо их проверить. Сможем ли мы добыть еще более убедительные доказательства того, что наши предки питались клубнями растений?

Ответ на этот вопрос – в определенной степени – положительный. Усовершенствованные технологии анализа окаменелостей позволяют нам теперь не только строить гипотезы на основе размера и формы костей, но и подробнее изучать их химический состав. А поскольку все ткани в нашем организме в конечном счете сложены из молекул, которые мы потребляем с пищей, возможно, ключ к рациону древних гоминин кроется именно в костных останках.

Отдельные химические элементы существуют в природе в несколько отличающихся друг от друга формах, которые называются изотопами. Некоторые изотопы стабильны, другие, радиоактивные, нестабильны. Так, в природе встречается три формы углерода. Самая редкая – нестабильный радиоактивный изотоп углерода (14 С), и именно он играет большую роль в археологии, поскольку используется в радиоуглеродном датировании. Большая часть углерода в природе существует в форме изотопа 12С, в ядре которого шесть нейтронов и шесть протонов. Но встречается также и более тяжелый изотоп – тоже стабильный – с одним дополнительным нейтроном, 13 С.

В процессе фотосинтеза растения используют энергию солнечного света для поглощения углекислого газа из атмосферы и последующего превращения углерода в молекулы сахара. Существует несколько путей фотосинтеза, немного отличающихся цепочкой химических реакций. Так, при фотосинтезе у деревьев и кустарников на первом этапе синтеза углеводов в основном образуется молекула с тремя атомами углерода. Ученые догадались назвать такие растения С3-растениями. Зато у некоторых видов злаков и осоковых процесс фотосинтеза происходит слегка иначе, и в результате начальных реакций синтеза углеводов образуется молекула с четырьмя атомами углерода. Думаю, вы уже догадались. Такие растения называют С4-растениями.

С4-фотосинтез не просто более эффективен в части использования молекул воды – полезная адаптация для обитателей засушливых регионов, – растение больше поглощает более тяжелый стабильный изотоп 13С. В связи с этим С4-растения достаточно богаты стабильным тяжелым углеродом. Если животное потребляет большое количество С4-растений, включая, например, корневища и «клубни» осоковых, то его организм, в том числе кости, обогащается изотопом 13С.

Антропологи нашли полезное применение разнице между С3-растениями и С4-растениями. В рационе шимпанзе преобладают лиственные С3-растения, поэтому в костях особей этого вида не обнаруживается повышенное содержание изотопа 13С. Наши древние предки гоминины, примерно 4,5 миллиона лет назад, вероятно, тоже придерживались подобной диеты из С3-растений. В период от 4 до 1 миллиона лет назад климат постоянно менялся, но ландшафты, в которых обитали наши предки, становились все более сухими и все больше покрывались травой. Около 3,5 миллиона лет назад, насколько нам известно, они питались как С3-растениями, так и С4-растениями, и, возможно, к последним относились растения с богатыми крахмалом корнями и клубнями. Поедание этой скрытой под землей, но повсеместно распространенной пищи, вероятно, позволяло древним человеческим популяциям расти и процветать в новых условиях, включая изменчивую и непредсказуемую среду обитания.

Затем, 2,5 миллиона лет назад, среди гоминин произошел раскол. Некоторые виды – по любопытному совпадению, как раз те, у кого были особенно прочные зубы и челюсти, – перешли исключительно на С4-растения (траву, семена, корневища осоки, в зависимости от сезона). В то же время другие виды гоминин, включая первых представителей нашего с вами рода Homo, продолжали сочетать в рационе С 3-растения и С4-растения.